不同清理方法对杉木(萌芽)檫树混交林生长的影响

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  摘 要:通过开展不同清理方法对杉木(萌芽)檫树混交林生长的影响试验,结果表明,3种不炼山清理方法小团状挖除清杂、全面割除和带状堆积造林更新效果都较好,以带状堆积处理效果最佳。3种不炼山清理方法杉木萌芽和檫树存活均可达到90%以上,带状堆积处理杉木和檫树高径生长均高于局部控制炼山处理,林分蓄积量增加19.5%,其他2种不炼山处理虽然比炼山处理林分蓄积量低,但各处理林分蓄积量间差异都未达到显著水平。不炼山清理方法的潜在生长能力优于炼山清理方法。因此,利用杉木萌芽套种檫树营建杉檫混交林,林地清理可选择不炼山带状堆积清理方法;而在山地坡度较大、偏远的地区,可选择更节省的全部割除清理方法。
  关键词:杉木;檫树;萌芽;清理方法;带状堆积;生长效应
  中图分类号 S79 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2020)20-0071-03
  林地清理是造林更新过程的一个重要环节,其主要目的是将采伐迹地上的枝丫、梢头、截头、伐桩等采伐剩余物以及影响生长的灌木、杂草等植被清除,减少它们对主要目的树种竞争,从而为更新树种的生长创造良好的生长环境。在南方林区传统的林地清理方法多为炼山清理,该方法简单方便、比较彻底,还可以临时增加速效养分[1-2],但也存在许多弊端。比如,煉山后,林地上大部分有机物被烧尽,林地裸露,容易引起水土流失。俞新妥等研究结果表明:采取炼山清理的林地,第1年的年径流量达到2743.29m3/hm2,年土壤流失量24.81t/hm2,分别为不炼山清理的11倍、88倍[3],第2~3年仍然持续水土流失,至第3年年径流量和土壤流失量才分别降至1757.38m3/hm2和1.871t/hm2[2],由于林地裸露,耐荫树种也难以更新。随着林业发展战略的转变,我国林业发展提倡生态优先、可持续利用的原则[4-5]。为此,在林地清理上要求以生态型清理为主。如何选择清理方式,采取何种清理方法更有利于更新树种的生长,不同更新方式,选择不同生物学特性的树种而有所差别。为此,笔者对杉木(Cunninghamia lanceolata)(萌芽)檫树(Sassafras Tzumu)混交林进行了清理方法的对比试验,分析不同清理方法对更新树种生长的影响,旨在为利用杉木萌芽营造杉木檫树混交林探索有效、经济、可行的清理方法。
  1 试验地自然概况
  杉木(萌芽)檫树混交林不同清理方法对比试验设在福建省三明市梅列区(26 o 14′~26o25′N,117o 30′~117o 47′E)台江国有林场。梅列区属于亚热带大陆性兼海洋性季风气候区域,年平均气温19.4℃,最热月出现在7月,最冷月出现在1月,极端最高温40℃,极端最低温-5.6℃,≥10℃积温全年6550℃,无霜期298d,实际霜日15~21d;年平均降水量1786mm,年均蒸发量1452mm,全年平均空气相对湿度78%。气候温暖湿润,雨量充沛,四季分明,适合杉木和檫树生长。试验地位于台江国有林场11林班7大班12小班,小班面积7.2hm2,海拔320~380m,主坡向南偏东,林地土壤肥力总体评价为较肥沃立地类型(II类地)。前茬为27年生杉木纯林,2014年皆伐。主要植被有黄瑞木(Adinandra millettii)、乌饭(Vaccinium mandarinorum)、丝茅(Imperata koenigii)、芒萁(Dicranopteris dichotoma)、狗脊(Woodwardia japonica)、山苍子(Litsea cubeba)等。
  2 试验方法
  2014年,选择立地条件相对一致的采伐迹地进行不同清理方法试验。试验采取完全随机区组设计,3次重复。标准地面积20m×30m,每块标准地周边留有5m保护带。试验设4个水平,即:(1)KH处理,局部控制炼山。林地清杂平铺进行炼山。炼山后按照株行距4.5m×4.5m(考虑伐桩位置适当调整,下同)进行块状整地,穴规格60cm×40cm×40cm。与2015年春套种檫树。檫树苗木为1年生实生苗。造林后1~3年,每年进行2次全林劈草。劈草时间分别在每年的5月中旬和8月底。结合8月底劈草,在檫树种植株周围1m半径范围内进行锄草松土1次,深度10cm左右。杉木伐桩较均匀保留1500株/hm2,多余伐桩不保留。保留的伐桩,从5月开始至9月进行连续清除多余萌芽条,做到萌芽条尚未木质化时及时除萌,每伐桩仅保留1枝生长发育健壮,且位于上部的萌芽条,作为主干培育。(2)XW处理,小团状挖除清杂。在采伐迹地上,按照株行距4.5m×4.5m进行块状整地,进行檫树种植点定位,杉木按照较均匀保留杉木萌芽桩1500株/hm2同样进行定点标记。以定点位置为中心,在1m半径范围内进行小团状圆形清除采伐剩余物,挖除范围内的灌木、杂草。清理后在檫树种植点进行块状整地,其它方法与KH处理相同。(3)QG处理,全面割除。在标准地内进行全面的割除清理。其他方法与KH处理相同。(4)DT处理,带状推积。在标准地内按照带距每2m建立1个堆积带,把其中采伐剩余物及带内挖掉的石块、草灌头、小树桩集中堆积。在种植带按照株行距4.5m×4.5m进行块状整地,其它方法与KH处理相同。
  当年观察杉木伐桩萌芽情况及檫树造林成活率。2019年测定杉木和檫树树高和胸径。根据平均胸径和平均树高,分别采用式(1)、(2)计算杉木和檫树的单株立木材积。生长量采用Excel软件进行数据统计,方差分析用DPS数据处理分析软件进行分析。
   V杉木=0.00005806D1.955335H0.894033 (1)
   V檫树=0.00005276D1.882161H1.009317 (2)
  3 结果与分析
  3.1 萌芽数量与存活率 杉木具有较强的萌芽能力,利用萌芽进行杉木更新能够节省营林投资成本[6]。伐桩上萌芽数量对萌芽更新的成败起着重要的作用。表1是不同处理杉木萌芽和檫树存活情况的测定结果。由表1可知,各处理萌芽率达到都达到100%,说明各清理方法均未完全抑制萌芽。采用炼山清理的KH处理,杉木当年萌芽数平均为22个/桩,分别比XW、QG、DT增加29.4%、37.5%、15.8%,经方差分析,KH与XW、QG萌芽数间差异存在显著差异,表明炼山可以促进杉木休萌芽的萌发。本试验仅保留一枝萌芽条以培育主干,多余都要抹去,过多萌芽会增加抚育的难度。从杉木萌芽角度分析,KH没有影响杉木萌芽。   从表1还可以看出,檫树造林成活率和保存率从高到低依次为DT>XW>QG>KH,造林成活率和保存率最高是DT处理,均为95.1%,分别比KH增加2.6个百分点和3.6个百分点,其次是XW,分别达93.7%、93.3%,比KH增加1.2个百分点和1.8个百分点,表明DT和XW檫树成活率和保存率高于KH。檫树是喜阳树种,但早期苗木比较幼嫩,KH林地清理比较彻底,草灌种子或伐根被烧毁,受损严重,尤其是在7—8月高温季节,炼山后林地表土层温度较其他处理高,对喜湿润的檫树生长不利,表土层温度较高,檫树苗木还容易诱发日灼性溃疡,大致病菌侵入,影响檫树成活。其它处理清理并不彻底,草灌种子或遗留的伐根第2年重新萌发,在一定程度上覆盖林地,降低了地表面温度,增加林地湿润度,同时较大的邻体对檫树起到了侧方庇荫,提高了造林成活率和保存率。
  3.2 树高生长
  3.2.1 杉木树高生长 表2是不同清理方法杉木萌芽和檫树生长状况。由表2可知,4种不同清理方法中杉木树高生长(2019年底)从大到小依次为:DT>KH>XW>QG。DT处理树高分别比KH处理、XW处理和QG处理增加1.4%、3.9%和4.4%。DT处理采取带状推积的林地清理方法,采伐迹地有机质保留在林内。带状推积带,起到拦截的作用,降水产生的徑流被层层拦截,水土流失减少。KH采取局部控制炼山措施,林中有机质大部分被烧烬,在早期可能增加了土壤速效养分的供给,但在林分郁闭前的1~3年,水土流失严重,大部分速效养分随着径流流失或淋溶。当然杉木庞大的根系能够吸收部分的速效养分,提高了早期的生长量。从每年的测定结果中可知,试验1~2年,KH杉木树高生长量比DT分别增加4.3%和2.2%,只是到第3年后才被DT处理赶上,并超过。从目前杉木树高的生长量,KH仍然高于XW和QG,分别增加了2.5%和2.9%。XW和QG林地清理后,难免造成不同程度的水土流失,而且清理不彻底,非目的植物的植被恢复较快,与杉木等争夺有限的养分和水分,在一定程度上降低了杉木树高生长量。
  3.2.2 檫树树高生长 由表2可知,檫树树高生长从高到低表现为:DT>XW>KH>QG。不同清理方法中檫树树高生长排序与杉木有所不同,XW檫树树高生长高于KH,DT和XW树树高分别比KH增加11.5%、3.1%。这与檫树为深根性树种,而且树高生长较快进入速生期有关。檫树栽植后根系迅速向土壤深处延伸,而炼山增加的速效养分,集中分布在表土层,淋溶到土壤深层较少,KH林地清理比较彻底,林地植被恢复相对缓慢,对檫树侧方庇荫减少,檫树树高生长在没有胁迫的状态下,缺乏竞争动力,反而降低了生长量,同时DT和XW的挖除措施也会临时增加养分的有效性也会促进檫树树高生长。
  3.3 胸径生长
  3.3.1 杉木胸径 从表2可以看出,不同清理方法杉木胸径生长与树高生长排序一致,从大到小依次为:DT>KH>XW>QG。本试验采用较小的经营密度。经营密度较小,杉木早期生长处于相对独立的状态,个体间的竞争小,树高生长与胸径生长呈现协调生长,彼此促进。树高生长快,树冠则大,产生的有机物增加,胸径生长就大。DT杉木胸径比KH、XW和QG分别增加1.2%、5.8%和7.4%,表明DT有利于杉木胸径生长。
  3.3.2 檫树 从表2可以看出,檫树胸径生长与檫树树高生长的排序也呈现一致。平均胸径最大处理是DT处理,分别比KH、XW和QG增加23.7%、7.9%和32.2%,表明DT檫树胸径生长高于其他3种处理。
  3.4 林分蓄积 林分蓄积是林木生物产量积累的重要体现。从表2中可知:不同清理方法中,DT林分蓄积量最高,达到13.0996m3/hm2,其次是XW,为11.1598m3/hm2,分别比KH增加19.5%和1.8%。经方差分析:DT与QG林分蓄积量间存在显著差异,KH与DT林分蓄积量间未达到显著差异,QG与KH、XW林分蓄积量间也未达到显著差异。值得提出的是QG与KH和XW均未达到显著差异水平。QG投资成本低,对土体扰动小,水土流失少,林中有机质较完整保存下来。虽然植被恢复较快,迅速恢复的植被对杉木萌芽和檫树生长并不构成很大威胁,而且迅速形成的植被还有利于截留有机质,减少水土流失;檫树速生期早,第1年树高生长可达1.32m,第2年依然强劲生长,树高达到3.24m,可以迅速摆脱较快恢复的植被对其构成的威胁,反而对檫树起到保护作用,减少日灼性溃疡病发生几率。利用杉木萌芽套种速生树种檫树采用QG处理是一种生态型清理方法,在缺乏劳动力的偏远山区值得推广应用。
  4 小结
  在造林过程中,通过人为干扰进行林地清理,不仅关系造林成败、林木生长的好坏,还与林地水土保持休戚相关,进而,持续影响林木生长。不同清理方法与更新方式及造林树种选择有关。利用杉木萌芽套种檫树,营建杉木檫树混交林试验结果表明:选择小团状挖除清杂、全面割除和带状堆积不炼山清理方式更新效果都比较好,以带状堆积处理效果更好。3种不炼山清理与炼山清理比杉木萌芽和檫树存活均可达到90%以上,带状堆积处理杉木和檫树高径生长均高于局部控制炼山处理,林分蓄积量还增加了19.5%,其他2种不炼山处理虽然比炼山处理林分蓄积量低,但各处理林分蓄积量间差异都没有达到显著水平。不炼山清理方法潜在生长能力优于炼山清理方法。利用杉木萌芽套种檫树营建杉檫混交林,林地清理可选择不炼山带状堆积清理方法;在山地坡度较大、偏远的地区,可选择更节省的全部割除清理方法。
  参考文献
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  [4]张建龙.实施以生态建设为主的林业发展战略[N].学习时报,2018-03-14.
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  (责编:张宏民)
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